JPS61104281A - 音波反射器を有する表面音波受動トランスポンダ - Google Patents
音波反射器を有する表面音波受動トランスポンダInfo
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- JPS61104281A JPS61104281A JP59225650A JP22565084A JPS61104281A JP S61104281 A JPS61104281 A JP S61104281A JP 59225650 A JP59225650 A JP 59225650A JP 22565084 A JP22565084 A JP 22565084A JP S61104281 A JPS61104281 A JP S61104281A
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- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
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- G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
- G01S13/343—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using sawtooth modulation
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、質問信号を送信する質問装置と、質問信号に
応答してコード化情報を含む応答信号を発生する１つ以
上の「ラベル」即ち受動的トランスポンダと、応答信号
を受信してこれに含まれた情報をデコードする受信・デ
コード装置とを具備したシステム、即ち、「受動的質問
ラベルシステムＪ（、ＰＩＬＳ）に係る。
応答してコード化情報を含む応答信号を発生する１つ以
上の「ラベル」即ち受動的トランスポンダと、応答信号
を受信してこれに含まれた情報をデコードする受信・デ
コード装置とを具備したシステム、即ち、「受動的質問
ラベルシステムＪ（、ＰＩＬＳ）に係る。
従来の技術
本発明に関与した形式の受動的質問ラベルシステムが、
Ｈｏｒｗｉｔｚ二世氏の米国特許第３，２７３．１４６
号、Ｃｏ１ｅ及びＶａｕｇｈａｎ氏の米国特許第３．７
０６，０９４号、Ｃｏ１ｅ及びＶａｕｇｈａｎ氏の米国
特許第３，７５５，８０３号及びＶａｕｇｈａｎ及びＣ
ｏ ｌｅ氏の米国特許第４，０５８，２１７号に開示さ
れている。これら特許に開示されたシステムは。
Ｈｏｒｗｉｔｚ二世氏の米国特許第３，２７３．１４６
号、Ｃｏ１ｅ及びＶａｕｇｈａｎ氏の米国特許第３．７
０６，０９４号、Ｃｏ１ｅ及びＶａｕｇｈａｎ氏の米国
特許第３，７５５，８０３号及びＶａｕｇｈａｎ及びＣ
ｏ ｌｅ氏の米国特許第４，０５８，２１７号に開示さ
れている。これら特許に開示されたシステムは。
その最も簡単な形態においては、電磁エネルギーのＲＦ
パルスを送信することのできる高周波送信器を具備して
いる。これらのパルスは、受動的トランスポンダのアン
テナで受信され、圧電「ランチ」 トランスジューサへ
送られる。このトランスジューサは、アンテナから受け
た電気エネルギーを圧電材料内で音波エネルギーに変換
する。パルスを受信すると、圧電材料内に音波が発生さ
れ、成る定められた音波経路に沿って送られる。この経
路には成る規定の間隔で更に別の「タップ」 トランス
ジューサが配置されていて、これらのトランスジューサ
は、音波を電気エネルギーに再び変換し、ランチトラン
スジューサによって電気的エネルギーに再変換する。音
波経路に沿った規定の位置にタップトランスジューサが
存在するがどうかによって、応答パルスが、質問パルス
に応じて特定の時間遅延で送信されるかどうがが決定さ
れる。これは、トランスポンダの応答に含まれる情報コ
ードを決定する。
パルスを送信することのできる高周波送信器を具備して
いる。これらのパルスは、受動的トランスポンダのアン
テナで受信され、圧電「ランチ」 トランスジューサへ
送られる。このトランスジューサは、アンテナから受け
た電気エネルギーを圧電材料内で音波エネルギーに変換
する。パルスを受信すると、圧電材料内に音波が発生さ
れ、成る定められた音波経路に沿って送られる。この経
路には成る規定の間隔で更に別の「タップ」 トランス
ジューサが配置されていて、これらのトランスジューサ
は、音波を電気エネルギーに再び変換し、ランチトラン
スジューサによって電気的エネルギーに再変換する。音
波経路に沿った規定の位置にタップトランスジューサが
存在するがどうかによって、応答パルスが、質問パルス
に応じて特定の時間遅延で送信されるかどうがが決定さ
れる。これは、トランスポンダの応答に含まれる情報コ
ードを決定する。
音波パルースが電気信号に再変換された時には、この電
気信号がトランスポンダのアンテナに送られ、ＲＦ電磁
エネルギーとして送信される。このエネルギーは、好ま
しくは質問送信器と同じ位置 。
気信号がトランスポンダのアンテナに送られ、ＲＦ電磁
エネルギーとして送信される。このエネルギーは、好ま
しくは質問送信器と同じ位置 。
にある受信器・デコーダで受信され、質問に対するこの
応答に含まれた情報がデコードされる。
応答に含まれた情報がデコードされる。
この−膜形式のシステムにおいては、応答信号に含まれ
たエネルギーが、トランスポンダ質問信号として送られ
るエネルギーより実質的に小さい。
たエネルギーが、トランスポンダ質問信号として送られ
るエネルギーより実質的に小さい。
発明の目的
本発明の目的は、質問信号の受信に応答してエンコード
化情報を含む応答信号を送信するように質問システムに
使用される受動的トランスポンダを提供することである
。
化情報を含む応答信号を送信するように質問システムに
使用される受動的トランスポンダを提供することである
。
本発明の別の目的は、表面音波の進行路を画成する基体
面を有する基体と、上記進行路に沿って伝搬する表面音
波エネルギーと電気エネルギーとの間で変換を行なうよ
うに基体表面上に配置された少なくとも１つ−のトラン
スジューサ素子と、このトランスジューサ素子（単数又
は複数）に接続されていて、トランスジューサ素子に質
問信号を供給すると共にトランスジューサ素子がら応答
信号を受け取るような回路とを具備した上記形式の受動
的トランスポンダを提供することである。
面を有する基体と、上記進行路に沿って伝搬する表面音
波エネルギーと電気エネルギーとの間で変換を行なうよ
うに基体表面上に配置された少なくとも１つ−のトラン
スジューサ素子と、このトランスジューサ素子（単数又
は複数）に接続されていて、トランスジューサ素子に質
問信号を供給すると共にトランスジューサ素子がら応答
信号を受け取るような回路とを具備した上記形式の受動
的トランスポンダを提供することである。
本発明の更に別の目的は、挿入ロスが最小にされた上記
形式の受動的トランスポンダを提供することである。
形式の受動的トランスポンダを提供することである。
発明の構成
上記の目的、並びに以下の説明から明らがとなる他の目
的は５本発明によれば、トランスジューサ素子に向かっ
て表面音波を反射して戻すように、上記進行路に沿って
間隔をあけて複数の音波反射器を基体表面上に設けるこ
とによって達成される。
的は５本発明によれば、トランスジューサ素子に向かっ
て表面音波を反射して戻すように、上記進行路に沿って
間隔をあけて複数の音波反射器を基体表面上に設けるこ
とによって達成される。
音波の反射器は、非常に効率よくする一音波エネルギー
をは！＜１００％反射する−ことができるので、トラン
スジューサによって発生された実質的に全ての音波エネ
ルギがそのトランスジューサに反射されて戻され、電気
エネルギーに再変換される。それ故、理論的には、エネ
ルギ変換の全ロスは、音波を発射する際に約３ｄＢで、
音波を電気信号に再変換する際に約３ｄＢで、合計６ｄ
Ｂとなる。圧電基体上に配置された種々の構成のトラン
スジューサ及び反射器については、以下で詳細に説明す
る。
をは！＜１００％反射する−ことができるので、トラン
スジューサによって発生された実質的に全ての音波エネ
ルギがそのトランスジューサに反射されて戻され、電気
エネルギーに再変換される。それ故、理論的には、エネ
ルギ変換の全ロスは、音波を発射する際に約３ｄＢで、
音波を電気信号に再変換する際に約３ｄＢで、合計６ｄ
Ｂとなる。圧電基体上に配置された種々の構成のトラン
スジューサ及び反射器については、以下で詳細に説明す
る。
本発明をより完全に理解するため、添付図面を参照して
本発明の好ましい実施例を以下に詳細に説明する。
本発明の好ましい実施例を以下に詳細に説明する。
実施例
第１図ないし第１４図について本発明を説明するが、こ
れらの図面を通して同じ素子は同じ参照番号で示されて
いる。
れらの図面を通して同じ素子は同じ参照番号で示されて
いる。
第１図ないし第７図は、本発明による表面音波トランス
ポンダを用いた質問装置−トランスポンダシステムを示
している。第１図に示された送信器／受信器及びデコー
ダシステムは、電圧制御式発振器（ｖＣＯ）２２へ鋸歯
状波を供給する傾斜信号発生器２０を備えている。ｖＣ
Ｏは、周波数９０５ＭＨｚから周波数９２５ＭＨｚまで
上方にリニアに繰返し傾斜を生じる周波数ｆの出力信号
を発生する。この信号は、ＲＦ増巾器２４で増巾され、
送信／受信スイッチ２６へ供給される。
ポンダを用いた質問装置−トランスポンダシステムを示
している。第１図に示された送信器／受信器及びデコー
ダシステムは、電圧制御式発振器（ｖＣＯ）２２へ鋸歯
状波を供給する傾斜信号発生器２０を備えている。ｖＣ
Ｏは、周波数９０５ＭＨｚから周波数９２５ＭＨｚまで
上方にリニアに繰返し傾斜を生じる周波数ｆの出力信号
を発生する。この信号は、ＲＦ増巾器２４で増巾され、
送信／受信スイッチ２６へ供給される。
スイッチ２６は、信号を、送信器電力増巾器２８か又は
デコードミクサ３０かのいずれかに案内する。増巾器２
８からの出力信号Ｓ１は、外部循環器即ち送信／受信（
Ｔ Ｒ）スイッチ３４へ送られ、アンテナ３６により電
磁放射として送信される。
デコードミクサ３０かのいずれかに案内する。増巾器２
８からの出力信号Ｓ１は、外部循環器即ち送信／受信（
Ｔ Ｒ）スイッチ３４へ送られ、アンテナ３６により電
磁放射として送信される。
第１図のシステムに関連したトランスポンダのブロック
図が第２図に示されている。トランスポンダは、アンテ
ナ３８で信号Ｓ１を受信し、指示された遅延時間Ｔｏ及
びΔＴを有する一連の遅延素子４０へこの信号を送る。
図が第２図に示されている。トランスポンダは、アンテ
ナ３８で信号Ｓ１を受信し、指示された遅延時間Ｔｏ及
びΔＴを有する一連の遅延素子４０へこの信号を送る。
各法々の遅延を受げた後、信号の一部分Ｉｏ、工１、工
２・・・ＩＮが取り出され、加算素子１１１へ送られる
。これにより生じる信号Ｓ２（これは中間信号Ｉｏ、・
・・ＩＮの和である）は、アンテナ３８へフィードバッ
クされ、第１図のシステムのアンテナ３６へ送信される
。
２・・・ＩＮが取り出され、加算素子１１１へ送られる
。これにより生じる信号Ｓ２（これは中間信号Ｉｏ、・
・・ＩＮの和である）は、アンテナ３８へフィードバッ
クされ、第１図のシステムのアンテナ３６へ送信される
。
トランスポンダの応答信号Ｓ２は、アンテナ３６によっ
て受信され、循環器即ちＴＲスイッチ３４を経て受信増
巾器４４へ送られる。この増巾器４４の出力Ｓ４は、ス
イッチ２６によって断続的に与えられる信号Ｓ３とミク
サ３０においてへテロダイン結合される。
′ミクサ３ｏの出力Ｓ５は、
信号Ｓ３及びＳ４の和及び差の周波数を含んでいる。こ
の出力は、通過帯域が１ないし３ Ｋ Ｈｚのバンドパ
スフィルタ４６へ送られる。このフィルタの出力は、−
アンチェリアシング（折り返し現象防止）フィルタ４８
を経てサンプル−ホールド回路５０へ送られる。
て受信され、循環器即ちＴＲスイッチ３４を経て受信増
巾器４４へ送られる。この増巾器４４の出力Ｓ４は、ス
イッチ２６によって断続的に与えられる信号Ｓ３とミク
サ３０においてへテロダイン結合される。
′ミクサ３ｏの出力Ｓ５は、
信号Ｓ３及びＳ４の和及び差の周波数を含んでいる。こ
の出力は、通過帯域が１ないし３ Ｋ Ｈｚのバンドパ
スフィルタ４６へ送られる。このフィルタの出力は、−
アンチェリアシング（折り返し現象防止）フィルタ４８
を経てサンプル−ホールド回路５０へ送られる。
ザンプルーホールド回路５０は、各サンプルをアナログ
−デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ５２へ送る。このＡ／
Ｄコンバータは、次いで、このサンプルのデジタル値を
プロセッサ５４へ与え、プロセッサ５４は、信号に含ま
れた周波数をフーリエ変換によって分析する。サンプル
−ホールド装置５０及びＡ／Ｄコンバータ５２は、サン
プリング信号によってストローブされ、このサンプリン
グ信号は、ｖＣＯ出力信号の瞬間的に増加する周波数ｆ
の１時間に対する非直線性を補償するように働く。
−デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ５２へ送る。このＡ／
Ｄコンバータは、次いで、このサンプルのデジタル値を
プロセッサ５４へ与え、プロセッサ５４は、信号に含ま
れた周波数をフーリエ変換によって分析する。サンプル
−ホールド装置５０及びＡ／Ｄコンバータ５２は、サン
プリング信号によってストローブされ、このサンプリン
グ信号は、ｖＣＯ出力信号の瞬間的に増加する周波数ｆ
の１時間に対する非直線性を補償するように働く。
この補償を行なうために、ＶＣＯ２２によって発生され
た周波数ｆの信号は、アイソレーション増巾器５６を経
て、一定信号遅延Ｔｓを与える遅延素子５８へ送られる
。遅延された信号及び遅延されない信号の両方が、ミク
サ６０へ送られ、このミクサ６０は、和及び差の周波数
を含む信号Ｓ７を発生する。この信号Ｓ７は、ローパス
フィルタ６２へ送られ、このフィルタは、この信号の内
の差の周波数を含む部分のみを通す。ローパスフィルタ
の出力は、ゼロ交差検出器６４へ送られ、この検出器は
、正（又は負）に向かうゼロ交差のたびにパルスを発生
する。これらのパルスを用いて、サンプル−ホールド装
置５０及びＡ／Ｄコンバータ５２がストローブされる。
た周波数ｆの信号は、アイソレーション増巾器５６を経
て、一定信号遅延Ｔｓを与える遅延素子５８へ送られる
。遅延された信号及び遅延されない信号の両方が、ミク
サ６０へ送られ、このミクサ６０は、和及び差の周波数
を含む信号Ｓ７を発生する。この信号Ｓ７は、ローパス
フィルタ６２へ送られ、このフィルタは、この信号の内
の差の周波数を含む部分のみを通す。ローパスフィルタ
の出力は、ゼロ交差検出器６４へ送られ、この検出器は
、正（又は負）に向かうゼロ交差のたびにパルスを発生
する。これらのパルスを用いて、サンプル−ホールド装
置５０及びＡ／Ｄコンバータ５２がストローブされる。
第３図ないし第５図は、第１図の回路の動作を説明する
ためのものである。第３図は、クロック３２の１００Ｋ
Ｈｚ出力を示しており、第４図は、ＶＣＯ２２により発
生された信号の周波数スイープを示している。第５図で
は、送信信号Ｓ１の周波数が実線６６で示され、トラン
スポンダから受け取った信号Ｓ２の周波数が点線６８で
示されている。この図から明らかなように、信号６８は
、信号６６の送信と送信とのインターバルに受信される
。これらのインターバルは、トランスポンダへの信号の
送信時とトランスポンダの応答の受信時との間の往復遅
延時間にはゾ等しくなるように選択される。多数の点線
で指示されたように、トランスポンダの応答は、種々の
遅延時間（ＴＯ１Ｔｏ＋ΔＴ、Ｔｏ＋２ΔＴ、・・・Ｔ
ｏ十ＮΔＴ）を有する合成された（即ち、加算された）
中間信号により所与の時間に多数の周波数を含んでいる
。
ためのものである。第３図は、クロック３２の１００Ｋ
Ｈｚ出力を示しており、第４図は、ＶＣＯ２２により発
生された信号の周波数スイープを示している。第５図で
は、送信信号Ｓ１の周波数が実線６６で示され、トラン
スポンダから受け取った信号Ｓ２の周波数が点線６８で
示されている。この図から明らかなように、信号６８は
、信号６６の送信と送信とのインターバルに受信される
。これらのインターバルは、トランスポンダへの信号の
送信時とトランスポンダの応答の受信時との間の往復遅
延時間にはゾ等しくなるように選択される。多数の点線
で指示されたように、トランスポンダの応答は、種々の
遅延時間（ＴＯ１Ｔｏ＋ΔＴ、Ｔｏ＋２ΔＴ、・・・Ｔ
ｏ十ＮΔＴ）を有する合成された（即ち、加算された）
中間信号により所与の時間に多数の周波数を含んでいる
。
第６図及び第７図は、第２図のブロック図を実施する受
動的トランスポンダの実施例を示している。このトラン
スポンダは、受信した信号Ｓ１を音波に変換し、次いで
、この音波エネルギーを電気信号Ｓ２に再変換して、ダ
イポールアンテナ７ｏから送信するように作動する。よ
り詳細に述べれば、トランスポンダの信号変換素子は、
ニオブ酸（′ＬｉＮｂ０３）結晶のような圧電材料の基
体７２を含んでいる。この基体の表面には、アルミニュ
ームのような金属の層が配置されていて、第７図に詳細
に示されたようなパターンを形成している。例えば、こ
のパターンは、ダイポールアンテナ７０に接続された２
つのバスパー７４及び７６と、「ランチ（放射）」トラ
ンスジューサ７８と、複数の「タップ」 トランスジュ
ーサ８０とで構成される。従って、バスパー７４及び７
６は、ランチトランスジューサによって発生されて各タ
ップトランスジューサに順次に到達するように実質的に
直線状に伝搬する表面音波のための進行路８２を画成す
る。タップトランスジューサは、表面音波を再び電気エ
ネルギに変換し、この電気エネルギーは、バスパー７４
及び７６によって収集され、ひいては、加算される。次
いで、この電気エネルギーは、ダイポールアンテナ７０
を作動し、電磁放射に変換されて信号Ｓ２として送信さ
れる。
動的トランスポンダの実施例を示している。このトラン
スポンダは、受信した信号Ｓ１を音波に変換し、次いで
、この音波エネルギーを電気信号Ｓ２に再変換して、ダ
イポールアンテナ７ｏから送信するように作動する。よ
り詳細に述べれば、トランスポンダの信号変換素子は、
ニオブ酸（′ＬｉＮｂ０３）結晶のような圧電材料の基
体７２を含んでいる。この基体の表面には、アルミニュ
ームのような金属の層が配置されていて、第７図に詳細
に示されたようなパターンを形成している。例えば、こ
のパターンは、ダイポールアンテナ７０に接続された２
つのバスパー７４及び７６と、「ランチ（放射）」トラ
ンスジューサ７８と、複数の「タップ」 トランスジュ
ーサ８０とで構成される。従って、バスパー７４及び７
６は、ランチトランスジューサによって発生されて各タ
ップトランスジューサに順次に到達するように実質的に
直線状に伝搬する表面音波のための進行路８２を画成す
る。タップトランスジューサは、表面音波を再び電気エ
ネルギに変換し、この電気エネルギーは、バスパー７４
及び７６によって収集され、ひいては、加算される。次
いで、この電気エネルギーは、ダイポールアンテナ７０
を作動し、電磁放射に変換されて信号Ｓ２として送信さ
れる。
タップトランスジューサ８ｏは、第６図に示すように表
面音波経路８２に沿って等しい間隔で設けられており、
タップトランスジューサ間に成る選択された数の「遅延
パッド」８４を設けることにより、トランスポンダに関
連した情報コードが与えられる。第７図に詳細に示され
ているこれらの遅延パッドは、バスパー７４．７６及び
トランスジューサ７８．８０と同じ材料で形成されてこ
れらと共に配置されるのが好ましい。各々の遅延パッド
は、成るタップトランスジューサ８０から次のタップト
ランスジユーザへ至る表面音波の伝搬を、作動周波数（
約９１５ Ｍ Ｈｚ ）における遅延されない音波に対
して１／４サイクル即ち９０°だけ遅らせるに充分な巾
を有している。次々のタップトランスジューサ間に３つ
の遅延パッドのための位置を設けることにより、タップ
トランスジューサによって受けた表面音波の位相φを、
次のような４種類の位相を与えるように制御することが
できる。
面音波経路８２に沿って等しい間隔で設けられており、
タップトランスジューサ間に成る選択された数の「遅延
パッド」８４を設けることにより、トランスポンダに関
連した情報コードが与えられる。第７図に詳細に示され
ているこれらの遅延パッドは、バスパー７４．７６及び
トランスジューサ７８．８０と同じ材料で形成されてこ
れらと共に配置されるのが好ましい。各々の遅延パッド
は、成るタップトランスジューサ８０から次のタップト
ランスジユーザへ至る表面音波の伝搬を、作動周波数（
約９１５ Ｍ Ｈｚ ）における遅延されない音波に対
して１／４サイクル即ち９０°だけ遅らせるに充分な巾
を有している。次々のタップトランスジューサ間に３つ
の遅延パッドのための位置を設けることにより、タップ
トランスジューサによって受けた表面音波の位相φを、
次のような４種類の位相を与えるように制御することが
できる。
１、久々のタップトランスジューサ間にパッドを設けな
い場合ニー９０゜ ２、次々のタップトランスジューサ間にパッドを１つ段
けた場合：０゜ ３、次々のタップトランスジューサ間にパッドを２つ設
けた場合：＋９０’ ４、次々のタップトランスジューサ間にパッドを３つ設
けた場合：＋１８０’ 第２図を説明すれば、位相情報φ０（−線になったタッ
プトランスジューサの内の第１のタップトランスジュー
サによって取り上げられる信号の位相）及びφ１．φ２
、・・・・φＮ（次々のタップトランスジューサによっ
て取り上げられる信号の位相）は、合成装置（加算器）
へ送られ、この装置は、第６図の実施例ではバスパー７
４及び７６で構成される。アンテナ７０により信号Ｓ２
として送信されるこの位相情報は、そのトランスポンダ
の情報コードを含んでいる。
い場合ニー９０゜ ２、次々のタップトランスジューサ間にパッドを１つ段
けた場合：０゜ ３、次々のタップトランスジューサ間にパッドを２つ設
けた場合：＋９０’ ４、次々のタップトランスジューサ間にパッドを３つ設
けた場合：＋１８０’ 第２図を説明すれば、位相情報φ０（−線になったタッ
プトランスジューサの内の第１のタップトランスジュー
サによって取り上げられる信号の位相）及びφ１．φ２
、・・・・φＮ（次々のタップトランスジューサによっ
て取り上げられる信号の位相）は、合成装置（加算器）
へ送られ、この装置は、第６図の実施例ではバスパー７
４及び７６で構成される。アンテナ７０により信号Ｓ２
として送信されるこの位相情報は、そのトランスポンダ
の情報コードを含んでいる。
以上に述べた形式のシステムは、タップトランスジュー
サの数が８以下である時には満足に動作するが、タップ
トランスジューサの数が増加するにつれて、トランスポ
ンダ応答信号のＳＮ比が著しく低下する。これは、タッ
プトランスジューサがランチトランスジューサとしても
作動すると共に表面音波の部分反射器としても動作して
、タップトランスジューサの数を増した場合にこれに対
応してトランスポンダ応答のスプリアス信号が増加する
ためである。タップトランスジューサの個数に関するこ
の制約によって、トランスポンダ応答に与えられる情報
コードの長さにも制約が課せられる。
サの数が８以下である時には満足に動作するが、タップ
トランスジューサの数が増加するにつれて、トランスポ
ンダ応答信号のＳＮ比が著しく低下する。これは、タッ
プトランスジューサがランチトランスジューサとしても
作動すると共に表面音波の部分反射器としても動作して
、タップトランスジューサの数を増した場合にこれに対
応してトランスポンダ応答のスプリアス信号が増加する
ためである。タップトランスジューサの個数に関するこ
の制約によって、トランスポンダ応答に与えられる情報
コードの長さにも制約が課せられる。
本発明は、情報コードのサイズを所望の長さに増加でき
るように受動的トランスポンダのスプリアス信号及び挿
入ロスを減少する手段を提供する。このような効果は、
圧電基体上の表面音波進行路に表面音波反射器を１つ以
上設けて、表面音波を、電気信号に再変換すべくトラン
スジューサに向けて反射して戻すことによって達成され
る。
るように受動的トランスポンダのスプリアス信号及び挿
入ロスを減少する手段を提供する。このような効果は、
圧電基体上の表面音波進行路に表面音波反射器を１つ以
上設けて、表面音波を、電気信号に再変換すべくトラン
スジューサに向けて反射して戻すことによって達成され
る。
第８図は、ランチトランスジューサ７８及びタップトラ
ンスジューサ８０を有する第６図の構成体に代ってトラ
ンスジューサ８６を反射器８８及び９０と独得の構成で
使用した本発明の一般的な考え方を示している。特に、
トランスジューサ８６は、端子９２及び９４で°受けた
電気エネルギーを表面音波エネルギーに変換するように
構成され、表面音波エネルギーは、矢印９６及び９８で
示されたように両方向に外方に伝搬する。ランチ−ラン
スジューサは、個々の電極指状部を２つのバスパー１０
０及び１０２間に配置してこれらのバスパーに接続した
ものでインターデジタル（櫛状）電極組立体を形成する
ようにして、良く知られたやり方で構成される。図示さ
れたパターンでは、指状部の半分がバスパー１００に接
続されそして他の半分がバスパー１０２に接続される。
ンスジューサ８０を有する第６図の構成体に代ってトラ
ンスジューサ８６を反射器８８及び９０と独得の構成で
使用した本発明の一般的な考え方を示している。特に、
トランスジューサ８６は、端子９２及び９４で°受けた
電気エネルギーを表面音波エネルギーに変換するように
構成され、表面音波エネルギーは、矢印９６及び９８で
示されたように両方向に外方に伝搬する。ランチ−ラン
スジューサは、個々の電極指状部を２つのバスパー１０
０及び１０２間に配置してこれらのバスパーに接続した
ものでインターデジタル（櫛状）電極組立体を形成する
ようにして、良く知られたやり方で構成される。図示さ
れたパターンでは、指状部の半分がバスパー１００に接
続されそして他の半分がバスパー１０２に接続される。
各電極は、一方又は他方のバスパーに接続されて互いに
他のバスパーの方向に自由端に向かって延びている。
他のバスパーの方向に自由端に向かって延びている。
トランスジューサのサイズは、図示された同じパターン
で電極指状部を単に追加するだけで任意に拡張できるこ
とが明らかであろう。従って、トランスジューサのサイ
ズは、並列に配置される指状部の数によって決定される
。
で電極指状部を単に追加するだけで任意に拡張できるこ
とが明らかであろう。従って、トランスジューサのサイ
ズは、並列に配置される指状部の数によって決定される
。
又、良く知られた通常のやり方によれば、次々の指状部
間の距離は、３λ／４である。但し、λは、表面音波の
中心波長である。この距離３λ／４は、個々の電極の中
心間で測定する。更に、明らかなように、バスパー１０
０に接続された電？ 極の端と、バスパー１０２に接続された電極の端との間
の活性領域の長さは、Ｋλである。但し、Ｋは、比例定
数である。
間の距離は、３λ／４である。但し、λは、表面音波の
中心波長である。この距離３λ／４は、個々の電極の中
心間で測定する。更に、明らかなように、バスパー１０
０に接続された電？ 極の端と、バスパー１０２に接続された電極の端との間
の活性領域の長さは、Ｋλである。但し、Ｋは、比例定
数である。
トランスジューサ８６から方向９６及び９８に外方に進
行する表面音波は、反射器８８及び９０に出会い、これ
ら反射器によって反射される。
行する表面音波は、反射器８８及び９０に出会い、これ
ら反射器によって反射される。
これらの反射器は、両側にあるバスパー１０４と１０６
との間に延びる個々の電極指状部で構成される。第８図
に示すように、これらの電極は、その中心から中心まで
λ／２の距離だけ離されている。
との間に延びる個々の電極指状部で構成される。第８図
に示すように、これらの電極は、その中心から中心まで
λ／２の距離だけ離されている。
反射器８８及び９０は、はゾ１ｏ○％の表面音波エネル
ギーをトランスジューサ８６に向かって、即ち、各々方
向１０８及び１１０に反射するように働く。従って、表
面音波エネルギーのパルスがトランスジューサ８６によ
って発生された後、このパルスは、反射器８８及び９０
によって反射され、トランスジューサ８６によって電気
信号に再変換される。
ギーをトランスジューサ８６に向かって、即ち、各々方
向１０８及び１１０に反射するように働く。従って、表
面音波エネルギーのパルスがトランスジューサ８６によ
って発生された後、このパルスは、反射器８８及び９０
によって反射され、トランスジューサ８６によって電気
信号に再変換される。
第８図の構成体は、１つ以上の遅延パッド１１２も含み
、これらのパッドは、トランスジユーザ８６によって受
け取られる表面音波の位相を制御する。９０’位相遅延
の場合（遅延パッドが存在しない状態での受信表面音波
の位相に比して）。
、これらのパッドは、トランスジユーザ８６によって受
け取られる表面音波の位相を制御する。９０’位相遅延
の場合（遅延パッドが存在しない状態での受信表面音波
の位相に比して）。
遅延パッドの巾は、第６図及び第７図に示すトランスポ
ンダ構成の遅延パッドの巾の１／２でなければならない
。というのは、表面音波が遅延パッドを２回（即ち、両
方向に）横断するからである。
ンダ構成の遅延パッドの巾の１／２でなければならない
。というのは、表面音波が遅延パッドを２回（即ち、両
方向に）横断するからである。
第９図は、第８図に示された考え方を用いたトランスポ
ンダシステム全体を示している。第９図においては、複
数のトランスジューサ１１４が、共通のバスパー１１６
及び１１８に接続され、これらバスパーは、次いで、ト
ランスポンダのダイポールアンテナ（図示せず）に接続
される。この構成体の両側には、反射器１２０及び１２
２があり、これら反射器は、トランスジューサが放射し
た表面音波をトランスジューサに向けて反射する。
ンダシステム全体を示している。第９図においては、複
数のトランスジューサ１１４が、共通のバスパー１１６
及び１１８に接続され、これらバスパーは、次いで、ト
ランスポンダのダイポールアンテナ（図示せず）に接続
される。この構成体の両側には、反射器１２０及び１２
２があり、これら反射器は、トランスジューサが放射し
た表面音波をトランスジューサに向けて反射する。
トランスジューサ１１４は、並列に接続されているので
、高周波の質問パルスは、全てのトランスジューサに同
時に受け取られる。従って、これらのトランスジューサ
は、表面音波を同時に発生し、この表面音波は外方に両
方向に送信される。
、高周波の質問パルスは、全てのトランスジューサに同
時に受け取られる。従って、これらのトランスジューサ
は、表面音波を同時に発生し、この表面音波は外方に両
方向に送信される。
図示された特定の構成により１反射された表面音波は、
互いに食い違ったインターバルで受け取られ、１つの質
問パルスによって各々の遅延時間後に一連の応答パルス
が発生される。第９図は、反射信号の時間順を１．２．
３、・・・１８．１９及び２ｏで示している。
互いに食い違ったインターバルで受け取られ、１つの質
問パルスによって各々の遅延時間後に一連の応答パルス
が発生される。第９図は、反射信号の時間順を１．２．
３、・・・１８．１９及び２ｏで示している。
第１０図は、本発明の別の好ましい実施例によりトラン
スジューサ及び反射器を有した受動的トランスポンダを
示している。この場合は、４つのトランスジューサ１２
４がバスパー１２６間に電気的に直列に接続されている
。これらのトランスジューサは、中間電極１２８によっ
て相互接続されており、各トランスジューサを通る電気
回路の接続は、容量性結合によってなされる。これらの
トランスジューサは、ＲＦ電気信号によって付勢される
と、４つの平行経路１３０に進行する表面音波を同時に
発生する。
スジューサ及び反射器を有した受動的トランスポンダを
示している。この場合は、４つのトランスジューサ１２
４がバスパー１２６間に電気的に直列に接続されている
。これらのトランスジューサは、中間電極１２８によっ
て相互接続されており、各トランスジューサを通る電気
回路の接続は、容量性結合によってなされる。これらの
トランスジューサは、ＲＦ電気信号によって付勢される
と、４つの平行経路１３０に進行する表面音波を同時に
発生する。
第１０図のトランスジューサ１２４の右側には、反射器
１４０の４つの組１３２．１３４．１３６及び１３８が
表面音波の進行路１３０に配置されている。ここに示す
例では、各組に３個の反射器］−４０が配置されている
が、反射器の個数は変えることができる。位置１３２．
１３４．１３６及び１３８の各々に１つの反射器しか設
けられない場合には、この反射器が、表面音波の波長に
おいては＞１００％の表面音波を反射するように設計し
なければならない。反射器を２つ以上設ける場合には、
これらの反射器が、表面音波の１部分だけを反射するよ
うに設計すればよい。
１４０の４つの組１３２．１３４．１３６及び１３８が
表面音波の進行路１３０に配置されている。ここに示す
例では、各組に３個の反射器］−４０が配置されている
が、反射器の個数は変えることができる。位置１３２．
１３４．１３６及び１３８の各々に１つの反射器しか設
けられない場合には、この反射器が、表面音波の波長に
おいては＞１００％の表面音波を反射するように設計し
なければならない。反射器を２つ以上設ける場合には、
これらの反射器が、表面音波の１部分だけを反射するよ
うに設計すればよい。
第１０図の実施例において、例えば、各組に３つの反射
器が設けられた場合には、第１及び第２の反射器は、こ
れらの下を通って若干の音波エネルギーを、−線に配置
された第３の最後の反射器へ送ることができなければな
らない。このようにして、表面音波エネルギーのパルス
がトランスジューサー２４によって発生された場合には
、その若干が第１のトランスジューサによって反射され
、更に若干が第２の反射器によって反射され、そして更
に若干が一線に配置された第３の反射器によって反射さ
れる。
器が設けられた場合には、第１及び第２の反射器は、こ
れらの下を通って若干の音波エネルギーを、−線に配置
された第３の最後の反射器へ送ることができなければな
らない。このようにして、表面音波エネルギーのパルス
がトランスジューサー２４によって発生された場合には
、その若干が第１のトランスジューサによって反射され
、更に若干が第２の反射器によって反射され、そして更
に若干が一線に配置された第３の反射器によって反射さ
れる。
第１１図は、共通のバスパー１４０と１４２との間にト
ランスジューサが配置された更に別の好ましい実施例を
示している。これらのトランスジューサ１４４（第１１
図に”Ｔ”で示された）は、矢印１４６で示された両方
向に表面音波を発生する。これらの音波は、反射器１４
８（第１１図にＲ′″で示された）によって反射され、
矢印１５０で示された方向にトランスジューサに向がっ
て返送される。第１１図に示されたように、トランスジ
ューサ１４４と反射器１４８との間の距離は、１つの質
問パルスによって次々の応答パルスが生じるように食い
違わされている。
ランスジューサが配置された更に別の好ましい実施例を
示している。これらのトランスジューサ１４４（第１１
図に”Ｔ”で示された）は、矢印１４６で示された両方
向に表面音波を発生する。これらの音波は、反射器１４
８（第１１図にＲ′″で示された）によって反射され、
矢印１５０で示された方向にトランスジューサに向がっ
て返送される。第１１図に示されたように、トランスジ
ューサ１４４と反射器１４８との間の距離は、１つの質
問パルスによって次々の応答パルスが生じるように食い
違わされている。
第１２図は、多数のトランスジューサ１５２が電気的に
直列に接続されそして多数の反射器１５４が電気的に直
列に接続された本発明の更に別の仔ましい実施例を示し
ている。トランスジューサ及び反射器は、端子電極１５
６及び１６０に与えられる特定の周波数に基づいてトラ
ンスジューサの特定の１つが表面音波を発生するように
、別々の表面音波波長で作動するよう「同調」される。
直列に接続されそして多数の反射器１５４が電気的に直
列に接続された本発明の更に別の仔ましい実施例を示し
ている。トランスジューサ及び反射器は、端子電極１５
６及び１６０に与えられる特定の周波数に基づいてトラ
ンスジューサの特定の１つが表面音波を発生するように
、別々の表面音波波長で作動するよう「同調」される。
この表面音波は、右（第１２図の方向で）に向がって進
行し、対応トランスジューサと同じ波長に同調された各
々の反射器１５４によって後方に反射される。
行し、対応トランスジューサと同じ波長に同調された各
々の反射器１５４によって後方に反射される。
第１３図は、第１２図に示されたトランスポンダの実施
例に必要とされる質問信号の種々の周波数帯域を示して
いる。図示されたように、５つのトランスジューサ１５
２及びこれに対応する反射器１５４の各々に１つづつ合
計５つの周波数帯域１６２がある。
例に必要とされる質問信号の種々の周波数帯域を示して
いる。図示されたように、５つのトランスジューサ１５
２及びこれに対応する反射器１５４の各々に１つづつ合
計５つの周波数帯域１６２がある。
第１２図の実施例では、トランスジューサ１５２と反射
器１５４との間に選択され゛た数の遅延パッド１６４を
設けることによってトランスポンダの情報コードが与え
られる。これら遅延パッドは、反射Ｗ１５４に向かって
伝搬してトランスジューサ１５２に返送される表面音波
の位相を変える。
器１５４との間に選択され゛た数の遅延パッド１６４を
設けることによってトランスポンダの情報コードが与え
られる。これら遅延パッドは、反射Ｗ１５４に向かって
伝搬してトランスジューサ１５２に返送される表面音波
の位相を変える。
第１４図は１個別のランチトランスジューサ及び受信ト
ランスジューサを僅えた本発明によるトランスポンダの
更に別の実施例を示している。
ランスジューサを僅えた本発明によるトランスポンダの
更に別の実施例を示している。
明らかなように１表面音波は、ランチトランスジニーす
１６６によって発生されて、矢印１６８で示された方向
に伝搬する。これらの表面音波は、受信トランスジュー
サ１７０の下を通り、矢印１７４で示された方向に１つ
以上の反射器１７２に向かって進行を続ける。この音波
エネルギーは、反射器１７２によって反射され、矢印１
７６で示された方向に受信トランスジューサ１７０に向
かって送られる。
１６６によって発生されて、矢印１６８で示された方向
に伝搬する。これらの表面音波は、受信トランスジュー
サ１７０の下を通り、矢印１７４で示された方向に１つ
以上の反射器１７２に向かって進行を続ける。この音波
エネルギーは、反射器１７２によって反射され、矢印１
７６で示された方向に受信トランスジューサ１７０に向
かって送られる。
第１４図に示された実施例では、ランチ及び受信トラン
スジューサを別々のアンテナに接続できる。これは、別
々のアンテナが別々の方向にエネルギーを受信及び放射
できるので成る用途においては効果的である。
スジューサを別々のアンテナに接続できる。これは、別
々のアンテナが別々の方向にエネルギーを受信及び放射
できるので成る用途においては効果的である。
音波反射器を有していて、全ての目的及び効果を達成す
るような新規な表面音波受動トランスポンダについて図
示して説明した。然し乍ら、本発明の好ましい実施例を
開示した上記の説明及び添付図面に鑑み、多数の変更、
修正、他の使い方、並びに用途が当業者に明らかであろ
う。本発明の精神及び範囲から逸脱しないこれらの全て
の変更、修正、他の使い方、及び用途は、特許請求の範
囲によって包含されるものとする。
るような新規な表面音波受動トランスポンダについて図
示して説明した。然し乍ら、本発明の好ましい実施例を
開示した上記の説明及び添付図面に鑑み、多数の変更、
修正、他の使い方、並びに用途が当業者に明らかであろ
う。本発明の精神及び範囲から逸脱しないこれらの全て
の変更、修正、他の使い方、及び用途は、特許請求の範
囲によって包含されるものとする。
第１図は、質問信号を送信し、応答信号を受信し、応答
信号にエンコードされた情報をデコードするシステムの
ブロック図、 第２図は、第１図のシステムに用いられる受動トランス
ポンダのブロック図、 第３図は、第１図のシステムのクロック出力を示すタイ
ミング図、 第４図は、第１図のシステムの送信信号を示す周波数対
時間の図、 第５図は、第１図のシステムの送信及び受信信号の開方
を示す周波数対時間の図、 第６図は、第２図のトランスポンダの特定の実施例を示
す拡大平面図。 第７図は、第６図に示す実施例の１部分の拡
。 大平面図。 第８図は、本発明に使用される形式のトランスジューサ
及び２つの反射器の拡大平面図、第９図は、本発明の好
ましい実施例によるトランスジューサ／反射器パターン
の拡大平面図、第１０図は、本発明の第２の好ましい実
施例によるトランスジューサ／反射器パターンの拡大平
面図、 第１１図は、本発明の第３の好ましい実施例によるトラ
ンスジューサ／反射器パターンの拡大平面図、 第１２図は、本発明の第４の好ましい実施例によるトラ
ンスジューサ／反射器パターンの拡大平面図。 第１３図は、第１２図の構成における各質問パルスの周
波数帯域を示す周波数ダイアグラム、第１４図は、本発
明の第５の好ましい実施例によるトランスジューサ／反
射器パターンの拡大平面図である。 ２０・・・傾斜信号発生器 ２２・・・電圧制御式発振器（ＶＣ○）２４・・・ＲＦ
増巾器 ２６・・・送信／受信スイッチ ２８・・・電力増巾器 ３ｏ・・・デコードミクサ ３２・・・クロック ３４・・・送信／受信スイッチ ３６．３８・・・アンテナ ４０・・・遅延素子 ４４・・・増巾器５２・・・ア
ナログ−デジタルコンバータ５４・・・プロセッサ ５６・・・アイソレーション増巾器 ６０・・・ミクサ ６４・・・ゼロ交差検出器 ７０・・・アンテナ ７２・・・基体７４．７６・・
・バスバー ７８・・・ランチトランスジューサ ８ｏ・・・タップトランスジューサ ８２・・・進行路 ８６・・・トランスジューサ８８．
９０・・・反射器 １００，１０２−−・バスパー １１２・・・遅延パッド １１６．１１８・・・共通バスパー １２０．１２２・・・反射器 ＦＩＧ、 １ ＦＩＧ、 ２ ＦＩＧ、７ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、 ５ ＦＩＧ、 ８ Ｙラスリに−す 反村算 ＦＩＧ、１０ ＦＩＧ、１１ ＦＩＧ、１３ トラ〉スリき−１次身丁鴛 ＩＧ １４ 手続補正１’（方式） ３補正をする者 事件との関係 出願人 名称 エックス−サイト インコーポレーテンド４
、代理人
信号にエンコードされた情報をデコードするシステムの
ブロック図、 第２図は、第１図のシステムに用いられる受動トランス
ポンダのブロック図、 第３図は、第１図のシステムのクロック出力を示すタイ
ミング図、 第４図は、第１図のシステムの送信信号を示す周波数対
時間の図、 第５図は、第１図のシステムの送信及び受信信号の開方
を示す周波数対時間の図、 第６図は、第２図のトランスポンダの特定の実施例を示
す拡大平面図。 第７図は、第６図に示す実施例の１部分の拡
。 大平面図。 第８図は、本発明に使用される形式のトランスジューサ
及び２つの反射器の拡大平面図、第９図は、本発明の好
ましい実施例によるトランスジューサ／反射器パターン
の拡大平面図、第１０図は、本発明の第２の好ましい実
施例によるトランスジューサ／反射器パターンの拡大平
面図、 第１１図は、本発明の第３の好ましい実施例によるトラ
ンスジューサ／反射器パターンの拡大平面図、 第１２図は、本発明の第４の好ましい実施例によるトラ
ンスジューサ／反射器パターンの拡大平面図。 第１３図は、第１２図の構成における各質問パルスの周
波数帯域を示す周波数ダイアグラム、第１４図は、本発
明の第５の好ましい実施例によるトランスジューサ／反
射器パターンの拡大平面図である。 ２０・・・傾斜信号発生器 ２２・・・電圧制御式発振器（ＶＣ○）２４・・・ＲＦ
増巾器 ２６・・・送信／受信スイッチ ２８・・・電力増巾器 ３ｏ・・・デコードミクサ ３２・・・クロック ３４・・・送信／受信スイッチ ３６．３８・・・アンテナ ４０・・・遅延素子 ４４・・・増巾器５２・・・ア
ナログ−デジタルコンバータ５４・・・プロセッサ ５６・・・アイソレーション増巾器 ６０・・・ミクサ ６４・・・ゼロ交差検出器 ７０・・・アンテナ ７２・・・基体７４．７６・・
・バスバー ７８・・・ランチトランスジューサ ８ｏ・・・タップトランスジューサ ８２・・・進行路 ８６・・・トランスジューサ８８．
９０・・・反射器 １００，１０２−−・バスパー １１２・・・遅延パッド １１６．１１８・・・共通バスパー １２０．１２２・・・反射器 ＦＩＧ、 １ ＦＩＧ、 ２ ＦＩＧ、７ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、 ５ ＦＩＧ、 ８ Ｙラスリに−す 反村算 ＦＩＧ、１０ ＦＩＧ、１１ ＦＩＧ、１３ トラ〉スリき−１次身丁鴛 ＩＧ １４ 手続補正１’（方式） ３補正をする者 事件との関係 出願人 名称 エックス−サイト インコーポレーテンド４
、代理人
Claims (4)
- （１）質問信号の受信に応答して、コード化情報を含む
応答信号を送信するように質問システムに使用される受
動的トランスポンダにおいて、表面音波の進行路を画成
する基体表面を有する基体と、 上記進行路に沿って伝搬する表面音波エネルギーと電気
エネルギーとの間で変換を行なうように上記表面に配置
されたトランスジューサ手段と、上記表面音波を上記ト
ランスジューサ手段に向けて反射して戻すように、上記
表面上で上記進行路に沿って間隔をおいて配置された複
数の音波反射器と、 上記トランスジューサ手段に接続されていて、上記トラ
ンスジューサ手段に上記質問出力信号を供給すると共に
上記トランスジューサ手段からの上記応答信号を受け取
るような回路手段とを具備したことを特徴とする受動的
トランスポンダ。 - （２）上記トランスジューサ手段による表面音波放射か
ら受信までの表面音波伝搬時間を制御するように上記進
行路に沿って上記基体の表面上に配置された少なくとも
１つの表面音波遅延パッドを更に具備した特許請求の範
囲第（１）項に記載のトランスポンダ。 - （３）上記パッドが複数個設けられて、トランスジュー
サ手段と反射器との間の遅延時間を制御するようにトラ
ンスジューサ手段と反射器との間に配置された特許請求
の範囲第（２）項に記載のトランスポンダ。 - （４）上記反射器は、上記進行路に沿って複数の並列経
路に配置される特許請求の範囲第（１）項に記載のトラ
ンスポンダ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB08425497A GB2165424B (en) | 1984-10-09 | 1984-10-09 | Surface acoustic wave passive transponder |
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